Tecnologias avançadas de imagem e aprendizado profundo executam inspeção crítica de embalagens

A embalagem do produto - em uma gama extremamente ampla de mercados, de alimentos a produtos farmacêuticos - freqüentemente incorpora uma tecnologia de vedação extremamente importante chamada de selos "invioláveis". O objetivo desses mecanismos é ajudar a garantir a segurança, a qualidade e, muitas vezes, o prazo de validade do produto. Impulsionado por um trágico incidente de contaminação maliciosa de produtos no início dos anos 80, o FDA desde então determinou embalagens invioláveis ​​para todos os produtos farmacêuticos OTC e os fabricantes de quase todos os produtos consumíveis em outros mercados seguem esse exemplo. Várias técnicas de vedação padrão são usadas e, em cada caso, a verificação da integridade das vedações durante a embalagem é uma etapa crítica para o processo.

Para uma ampla gama de aplicações em embalagens com garrafas de plástico, o uso de um selo de alumínio sob a tampa é uma das implementações padrão comuns de "embalagem inviolável" (TEP). Neste artigo, discutiremos a integração de técnicas avançadas de imagem com análise de aprendizado profundo usadas para inspecionar com sucesso a integridade do selo de folha com alta confiabilidade.

"Selos de tampa de indução" e "vedação de tampa de indução" descrevem o componente e o processo de inclusão de um conjunto de selo de folha que adere ao topo de uma garrafa sob a tampa. Esses selos são encontrados em embalagens de milhões de produtos em todo o mundo, sendo os mais proeminentes comprimidos OTC e medicamentos líquidos, produtos líquidos de consumo e vários produtos alimentícios. O lacre protege o produto, mas é fácil de remover e indica claramente possíveis adulterações quando o lacre é rompido, solto ou ausente.

Em um processo de embalagem automatizado, uma tampa com um forro anexado é instalada em um recipiente após o enchimento. (O forro tem várias camadas de vários materiais que ajudam a vedar e proteger o conteúdo do recipiente e, especificamente, incluem uma camada de folha de alumínio.) A tampa é apertada na garrafa com uma força adequada para criar pressão entre o forro (vedação) e a borda superfície da abertura da garrafa. Com a tampa corretamente colocada, a parte superior da garrafa fechada é exposta à indução eletromagnética que aquece a folha na vedação que, por sua vez, aquece outras camadas da vedação, incluindo aquela que liga a vedação à borda da garrafa. O calor da folha também libera a vedação da parte inferior da tampa. Após o aquecimento e posterior resfriamento, a vedação está completa e a tampa pode ser removida sem danificar ou afetar a vedação.

Renderização do sistema de inspeção de lacre térmico de produção. Fonte: Integro Technologies Corp.

Exemplo de uma vedação superaquecida. Fonte: Integro Technologies Corp.

Várias coisas no processo de nivelamento podem afetar a formação de uma vedação completa e robusta. Isso inclui super ou subaquecimento, pressão insuficiente ou desigual, líquido ou material estranho no revestimento e deformação física da vedação, incluindo cortes, rasgos e revestimentos dobrados.

O valor da inspeção automatizada para garantir a qualidade do selo talvez seja muito claro para esta aplicação. Confirmar que o selo está seguro e intacto para cada garrafa é importante para a segurança e confiança do consumidor. No entanto, a implementação da inspeção em linha apresenta vários desafios, sendo o principal o fato de a vedação completa estar escondida sob uma tampa de plástico.

A natureza desse processo de empacotamento oferece uma oportunidade de usar técnicas avançadas de imagem para superar o desafio único de "ver" um recurso que está completamente obscurecido. Como a folha na vedação é aquecida por indução para criar a vedação do revestimento e como a temperatura da folha é a chave para a qualidade final da vedação, imagens térmicas do perfil de calor da folha podem ser usadas para avaliar o processo de vedação. Para esta aplicação foi utilizada uma câmera térmica de alta precisão com resfriamento interno para adquirir uma imagem do calor retido pela folha na vedação logo após o processo de aquecimento por indução. Este "perfil de calor" é completamente visível para a câmera térmica através da tampa de plástico.